Kubernetes微服务实战 PDF下载

编辑推荐

本书详细介绍如何进行微服务的开发并将其部署在Kubernetes平台上，是一本微服务真正落地实施的实用指南。书中从微服务的架构设计、构建、配置、测试、监控、安全，到持续集成/持续交付流水线，全面且深入地阐释微服务系统开发的核心技术及*佳实践，并提供详细的示例代码。

首先，本书解释微服务和Kubernetes背后的基本概念，讨论一些现实世界中的关注点和权衡取舍，引导你完成基于微服务的系统开发，向你展示*佳实践并给出大量建议。然后，本书深入地探索其中的核心技术，并提供了可操作的代码进行说明。你将学习如何进行基于微服务的架构设计、构建微服务、测试已构建的微服务，以及将它们打包为Docker镜像。*后，你将学习如何通过这些Docker镜像部署应用系统到Kubernetes并进行管理。在此过程中，你将会看到当今流行的发展趋势，例如自动持续集成/持续交付（CI/CD）、基于gRPC的微服务、无服务器计算和服务网格等。
通过阅读本书，你将获得大量基于Kubernetes和微服务的大型云原生系统的设计、开发和管理的知识和动手经验。

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内容简介

本书深入介绍Kubernetes和微服务之间的协同关系。首先介绍如何使用示例应用程序Delinkcious，它将作为贯穿全书的动手实验，帮助读者在实际应用程序的上下文中理解微服务和Kubernetes的概念。接下来，介绍了如何设置CI/CD流水线以及使用Kubernetes ConfigMap配置微服务。然后介绍微服务安全和实现REST、gRPC API和Delinkcious数据存储的实践。除此之外，本书还探索了Nuclio项目，介绍如何在Kubernetes上运行一个无服务器任务，并管理和实现数据密集型测试。在*后几章中，你将在Kubernetes上部署微服务，并学习如何做好系统的监控。*后，你将逐渐发现服务网格的重要性，以及如何将Istio集成到Delinkcious集群中。

作者简介

吉吉·赛凡（Gigi Sayfan）是Helix（一家生物信息学和基因组学初创公司）的首席软件架构师，也是Mastering Kubernetes一书的作者。他从事专业软件开发工作已超过20年，涉及领域包括即时消息、变形、芯片制造过程控制、游戏机嵌入式多媒体应用程序以及脑启发机器学习。他曾用多种编程语言（包括Go、Python、C＃、Java、Delphi、JavaScript，甚至Cobol和PowerBuilder）为Windows、Linux、macOS、Lynx和Sony PlayStation等操作系统编写生产代码。他精通数据库、低级网络、非传统用户界面和通用SDLC等技术。

译者简介

史天

AWS解决方案架构师。拥有丰富的云计算、大数据和机器学习经验，目前致力于数据科学、机器学习、无服务器等领域的研究和实践。译有《机器学习即服务》《基于Kubernetes的DevOps实践》《Prometheus监控实战》《AWS Serverless架构》等书。
张媛

解决方案交付工程师。在云计算领域有着丰富的实践经验，目前专注于云计算的架构设计和实现，希望在企业的数字化转型方面有进一步的探索。译有《Prometheus监控实战》《AWS Serverless架构》等书。
楼炜

业内资深的云计算专家、TVP（腾讯云最具价值专家），全球云计算大会最佳企业CIO。著有《对云计算产业的几点趋势预测与分析》《CMP？MSP？1 1才能大于2》《多云是云计算发展的必然阶段》《云管理平台之辩》《企业级IaaS架构的深度解析》《企业级私有云构建的架构师阵型及架构策略》《公有云、私有云及混合云应用场景辨析》等文章。
肖力

新钛云服技术副总裁，云技术社区创始人、TVP（腾讯云最具价值专家）、阿里云MVP，《深度实践KVM》作者，《运维前线》系列图书策划人。译有《精通OpenStack（原书第2版）》《云原生基础架构：构建和管理现代可扩展基础架构的模式及实践》《机器学习即服务：将Python机器学习创意快速转变为云端Web应用程序》《Prometheus监控实战》等书。曾就职于盛大、金山，有19年运维经验，维护有订阅号“云技术”。个人微信号xiaolikvm。

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译者序
前言
关于评审者
第1章　面向开发人员的Kubernetes简介 1
1.1　技术需求 1
1.1.1　安装Docker 1
1.1.2　安装kubectl 2
1.1.3　安装Minikube 2
1.1.4　本章代码 2
1.2　Kubernetes简介 2
1.2.1　容器编排平台 2
1.2.2　Kubernetes发展历史 2
1.2.3　Kubernetes现状 3
1.3　Kubernetes架构 3
1.3.1　控制平面 4
1.3.2　数据平面 5
1.4　微服务的完美搭档 6
1.4.1　微服务打包和部署 6
1.4.2　微服务公开和发现 8
1.4.3　微服务安全 9
1.4.4　微服务验证和授权 11
1.4.5　微服务升级 12
1.5　创建本地集群 14
1.5.1　安装Minikube 14
1.5.2　探索集群 16
1.5.3　安装Helm 17
1.6　小结 19
1.7　扩展阅读 19
第2章　微服务入门 20
2.1　技术需求 21
2.1.1　在macOS上通过Homebrew安装Go 21
2.1.2　在其他平台上安装Go 21
2.1.3　本章代码 21
2.2　微服务编程—少即是多 21
2.3　微服务自治 23
2.4　使用接口和契约 23
2.5　通过API公开服务 24
2.6　使用客户端库 24
2.7　管理依赖 25
2.8　协调微服务 25
2.9　利用所有权 26
2.10　理解康威定律 27
2.10.1　垂直组织 27
2.10.2　水平组织 28
2.10.3　矩阵组织 28
2.11　跨服务故障排除 28
2.12　利用共享服务库 29
2.13　选择源代码控制策略 29
2.13.1　单体仓库 29
2.13.2　多仓库 30
2.13.3　混合模式 30
2.14　选择数据策略 30
2.14.1　每个微服务对应一个数据存储 31
2.14.2　运行分布式查询 31
2.14.3　使用Saga模式管理跨服务事务 33
2.15　小结 35
2.16　扩展阅读 36
第3章　示例应用程序—Delinkcious 37
3.1　技术需求 37
3.1.1　Visual Studio Code 38
3.1.2　GoLand 38
3.1.3　LiteIDE 38
3.1.4　其他选项 38
3.1.5　本章代码 38
3.2　为什么选择Go 39
3.3　认识Go kit 39
3.3.1　使用Go kit构建微服务 40
3.3.2　理解传输 41
3.3.3　理解端点 41
3.3.4　理解服务 42
3.3.5　理解中间件 42
3.3.6　理解客户端 43
3.3.7　生成样板 43
3.4　Delinkcious目录结构 43
3.4.1　cmd子目录 44
3.4.2　pkg子目录 44
3.4.3　svc子目录 45
3.5　Delinkcious微服务 45
3.5.1　对象模型 46
3.5.2　服务实现 47
3.5.3　支持函数实现 50
3.5.4　通过客户端库调用API 53
3.6　数据存储 56
3.7　小结 58
3.8　扩展阅读 58
第4章　构建CI/CD流水线 59
4.1　技术需求 59
4.2　理解CI/CD流水线 60
4.3　选择CI/CD流水线工具 61
4.4.1　Jenkins X 61
4.4.2　Spinnaker 62
4.4.3　Travis CI和CircleCI 62
4.4.4　Tekton 62
4.4.5　Argo CD 63
4.4.6　自研工具 63
4.4　GitOps 63
4.5　使用CircleCI构建镜像 64
4.5.1　查看源代码树 64
4.5.2　配置CI流水线 65
4.5.3　理解构建脚本 66
4.5.4　使用多阶段Dockerfile对Go服务容器化 68
4.5.5　探索CircleCI界面 68
4.5.6　未来的改进 71
4.6　为Delinkcious设置持续交付 71
4.6.1　部署Delinkcious微服务 71
4.6.2　理解Argo CD 72
4.6.3　Argo CD入门 73
4.6.4　配置Argo CD 75
4.6.5　探索Argo CD 77
4.7　小结 80
4.8　扩展阅读 81
第5章　使用Kubernetes配置微服务 82
5.1　技术需求 82
5.2　配置包含的内容 83
5.3　通过传统方式管理配置 83
5.3.1　约定 84
5.3.2　命令行标志 85
5.3.3　环境变量 85
5.3.4　配置文件 86
5.3.5　混合配置和默认 90
5.3.6　12-Factor应用程序配置 91
5.4　动态管理配置 92
5.4.1　理解动态配置 92
5.4.2　远程配置存储 93
5.4.3　远程配置服务 93
5.5　使用Kubernetes配置微服务 93
5.5.1　使用Kubernetes ConfigMaps 94
5.5.2　Kubernetes自定义资源 102
5.5.3　服务发现 105
5.6　小结 105
5.7　扩展阅读 106
第6章　Kubernetes与微服务安全 107
6.1　技术需求 107
6.2　应用完善的安全原则 108
6.3　区分用户账户和服务账户 110
6.3.1　用户账户 110
6.3.2　服务账户 111
6.4　使用Kubernetes管理密钥 114
6.4.1　Kubernetes密钥的三种类型 114
6.4.2　创造自己的密钥 115
6.4.3　将密钥传递到容器 116
6.4.4　构建一个安全的Pod 117
6.5　使用RBAC管理权限 118
6.6　通过认证、授权和准入控制访问权限 121
6.6.1　认证 121
6.6.2　授权 125
6.6.3　准入 125
6.7　通过安全最佳实践增强Kubernetes 126
6.7.1　镜像安全 126
6.7.2　网络安全—分而治之 127
6.7.3　镜像仓库安全 129
6.7.4　按需授予访问权限 129
6.7.5　使用配额最小化爆炸半径 130
6.7.6　实施安全上下文 132
6.7.7　使用安全策略强化Pod 133
6.7.8　强化工具链 134
6.8　小结 135
6.9　扩展阅读 136
第7章　API与负载均衡器 137
7.1　技术需求 137
7.2　熟悉Kubernetes服务 138
7.3　东西流量与南北流量 140
7.4　理解ingress和负载均衡器 141
7.5　提供和使用公有REST API 141
7.5.1　构建基于Python的API网关服务 141
7.5.2　添加ingress 146
7.5.3　验证API网关 147
7.6　提供和使用内部gRPC API 150
7.6.1　定义NewsManager接口 150
7.6.2　实现消息管理器 151
7.6.3　将NewsManager公开为gRPC服务 153
7.7　通过消息队列发送和接收事件 158
7.7.1　NATS 159
7.7.2　在Kubernetes集群中部署NATS 159
7.7.3　使用NATS发送链接事件 160
7.7.4　订阅NATS链接事件 162
7.7.5　处理链接事件 164
7.8　服务网格 166
7.9　小结 166
7.10　扩展阅读 166
第8章　有状态服务 167
8.1　技术需求 167
8.2　抽象存储 168
8.2.1　Kubernetes存储模型 168
8.2.2　内置和外部存储插件 172
8.2.3　理解CSI 173
8.3　在Kubernetes集群外存储数据 174
8.4　使用StatefulSet在Kubernetes集群内存储数据 175
8.4.1　理解StatefulSet 175
8.4.2　什么时候应该使用StatefulSet 178
8.4.3　一个大型StatefulSet示例 179
8.5　通过本地存储实现高性能 183
8.5.1　将数据存储在内存中 183
8.5.2　将数据存储在本地SSD硬盘上 183
8.6　在Kubernetes中使用关系型数据库 183
8.6.1　了解数据的存储位置 184
8.6.2　使用部署和服务 184
8.6.3　使用StatefulSet 185
8.6.4　帮助用户服务找到StatefulSet Pod 185
8.6.5　管理模式更改 187
8.7　在Kubernetes中使用非关系型数据存储 187
8.8　小结 191
8.9　扩展阅读 192
第9章　在Kubernetes上运行Serverless任务 193
9.1　技术需求 193
9.2　云中的Serverless 194
9.2.1　微服务与Serverless函数 195
9.2.2　在Kubernetes上的Serverless函数模型 195
9.2.3　构建、配置和部署Serverless函数 196
9.2.4　调用Serverless函数 196
9.3　Delinkcious链接检查 196
9.3.1　设计链接检查 197
9.3.2　实现链接检查 199
9.4　使用Nuclio实现Serverless链接检查 202
9.4.1　Nuclio简介 202
9.4.2　创建一个链接检查Serverless函数 203
9.4.3　使用nuctl部署链接检查函数 206
9.4.4　使用Nuclio仪表板部署函数 207
9.4.5　直接调用链接检查函数 207
9.4.6　在LinkManager中触发链接检查 208
9.5　其他Kubernetes Serverless框架 209
9.5.1　Kubernetes Job和CronJob 210
9.5.2　KNative 210
9.5.3　Fission 211
9.5.4　Kubeless 211
9.5.5　OpenFaas 211
9.6　小结 212
9.7　扩展阅读 212
第10章　微服务测试 213
10.1　技术需求 214
10.2　单元测试 214
10.2.1　使用Go进行单元测试 214
10.2.2　使用Ginkgo和Gomega进行单元测试 216
10.2.3　Delinkcious单元测试 217
10.2.4　模拟的艺术 217
10.2.5　你应该测试一切吗 221
10.3　集成测试 222
10.3.1　初始化测试数据库 222
10.3.2　运行服务 223
10.3.3　运行实际测试 223
10.3.4　实现数据库测试辅助函数 225
10.3.5　实现服务测试辅助函数 227
10.4　使用Kubernetes进行本地测试 229
10.4.1　编写冒烟测试 229
10.4.2　Telepresence 232
10.5　隔离测试 235
10.5.1　隔离集群 236
10.5.2　隔离命名空间 236
10.5.3　跨集群/命名空间 237
10.6　端到端测试 237
10.6.1　验收测试 237
10.6.2　回归测试 238
10.6.3　性能测试 238
10.7　管理测试数据 239
10.7.1　合成数据 239
10.7.2　人工测试数据 239
10.7.3　生产环境快照 239
10.8　小结 240
10.9　扩展阅读 240
第11章　微服务部署 241
11.1　技术需求 241
11.2　Kubernetes部署 242
11.3　多环境部署 243
11.4　理解部署策略 246
11.4.1　重新部署 247
11.4.2　滚动更新 247
11.4.3　蓝绿部署 248
11.4.4　金丝雀部署 255
11.5　回滚部署 260
11.5.1　回滚标准部署 260
11.5.2　回滚蓝绿部署 261
11.5.3　回滚金丝雀部署 262
11.5.4　回滚模式、API或负载的更改 262
11.6　管理版本和依赖 263
11.6.1　管理公有API接口 263
11.6.2　管理跨服务依赖 264
11.6.3　管理第三方依赖 264
11.6.4　管理基础设施和工具链 265
11.7　本地开发部署 265
11.7.1　Ko 266
11.7.2　Ksync 269
11.7.3　Draft 271
11.7.4　Skaffold 272
11.7.5　Tilt 273
11.8　小结 279
11.9　扩展阅读 279
第12章　监控、日志和指标 280
12.1　技术需求 281
12.2　Kubernetes的自愈能力 281
12.2.1　容器故障 282
12.2.2　节点故障 282
12.2.3　系统故障 283
12.3　Kubernetes集群自动伸缩 284
12.3.1　Pod水平自动伸缩 284
12.3.2　集群自动伸缩 286
12.3.3　Pod垂直自动伸缩 287
12.4　使用Kubernetes供应资源 289
12.4.1　应该提供哪些资源 289
12.4.2　定义容器限制 289
12.4.3　指定资源配额 290
12.4.4　手动供应 291
12.4.5　利用自动伸缩 292
12.4.6　自定义自动供应 292
12.5　正确地优化性能 292
12.5.1　性能和用户体验 292
12.5.2　性能和高可用性 293
12.

前沿

本书正是你一直期待的那本书。本书包罗万象，会介绍如何开发微服务并将其部署在Kubernetes平台上，基于微服务的架构与Kubernetes的结合将会带来巨大影响。书中首先解释了微服务和Kubernetes背后的基本概念，讨论了一些现实世界中的关注点和权衡取舍，引导你完成基于微服务的系统开发，向你展示最佳实践并给出了大量建议。
接着，本书深入地探索了其中的核心技术，并提供了可操作的代码进行说明。你将学习如何进行基于微服务的架构设计、构建微服务、测试已构建的微服务，以及将它们打包为Docker镜像。然后，你将学习如何将你的系统作为Docker镜像的集合部署到Kubernetes中并进行管理。
在此过程中，你将会看到当今流行的发展趋势，例如自动化的持续集成/持续交付（CI/CD）、基于gRPC的微服务、无服务器计算和服务网格等。
读完本书后，你将获得大量使用部署在Kubernetes上的基于微服务的架构来设计、开发和操作大型云原生系统的知识及实战经验。
本书的目标读者
本书面向希望了解大规模软件工程前沿知识的软件开发人员和DevOps工程师。如果你有使用大型容器化软件系统的经验，那么这些经验将对你有所帮助。
本书内容
第1章介绍了Kubernetes基础知识，你将会快速掌握Kubernetes的核心概念，并了解它是微服务的完美搭档。
第2章讨论了基于微服务的系统中常见问题的各个维度、模式和方法，以及与其他通用架构（如单体架构和大型服务）的比较。
第3章探讨了为什么我们应该选择Go作为示例应用程序Delinkcious的编程语言，并简要介绍了Go语言开发。
第4章指导你如何通过CI/CD流水线解决一些问题，包括Kubernetes中CI/CD流水线的多种选项，以及如何为示例应用程序Delinkcious构建CI/CD流水线。
第5章带你进入微服务配置的实战领域。此外，该章还讨论了Kubernetes的特定组件，如ConfigMap。
第6章深入探讨了如何在Kubernetes上保护微服务，以及Kubernetes上作为微服务安全基础的支柱。
第7章使我们可以开放示例应用程序Delinkcious的访问，并允许用户从集群外部与其进行交互。此外，我们还添加了基于gRPC的新闻服务，用户可以访问该服务以获取其关注的其他用户的新闻。最后，我们再添加一个消息队列，使服务以松耦合的方式进行通信。
第8章深入研究了Kubernetes存储模型。我们还将扩展示例应用程序Delinkcious的消息服务，将其数据存储在Redis中。
第9章深入探讨了云原生系统中最热门的趋势之一：无服务器计算（也称为函数即服务（Function as a Service，FaaS））。此外，还介绍了在Kubernetes中进行无服务器计算的各种方法。
第10章涵盖了多个测试相关的主题，包括单元测试、集成测试以及端到端测试等，该章还介绍了示例应用程序Delinkcious的测试结构。
第11章涉及两个相关但又独立的主题：生产环境的部署和开发环境的部署。
第12章着重介绍运行在Kubernetes上的大型分布式系统的维护，以及如何设计系统以确保系统稳定高效。
第13章回顾了服务网格（尤其是Istio）这一热门话题，服务网格是目前真正改变游戏规则的角色。
第14章涵盖了Kubernetes和微服务的主题，将帮助我们学习如何确定何时是采用和投资新技术的恰当时机。
如何充分利用本书
任何软件方面的要求都会在每章开头的“技术需求”部分列出，如果安装某个特定软件是某章内容的一部分，那么该章会尽可能涵盖所需的全部说明，大多数软件都是安装在Kubernetes集群中的组件。这些内容是本书实战性质的重要组成部分。
下载示例代码及彩色图像
本书的示例代码及所有截图和样图，可以从http://www.packtpub.com通过个人账号下载，也可以访问华章图书官网http://www.hzbook.com，通过注册并登录个人账号下载。
约定
本书中使用了许多排版约定。
代码体：表示正文中的代码、数据库表名称、文件夹名、文件名、文件扩展名、路径名、用户输入和Twitter的内容。例如：“请注意我们需要确保它可以通过chmod x执行。”
代码块如下：

命令行输入或输出如下：

黑体：表示新术语、重要单词或你在屏幕截图中看到的单词。例如，菜单或对话框中的单词会出现在这样的文本中。示例：“我们可以通过从ACTIONS下拉菜单中选择Sync来对其进行同步。”
警告或重要提示。
提示或小技巧。